Respirometre sonuçları

MBR sistemi için yapılmış olan respirometre deneyi sonucunda elde edilen oksijen tüketim hızları Şekil 4. 2’de verilmektedir.

0 500 1000 1500 2000 2500 3000

KOĠ konsantrasyon, mg/L

Zaman

Seviye 3 Seviye 4 Seviye 5

ġekil 4. 2: MBR sistemine ait oksijen tüketim hızı ve KOİ giderimi sonuçları.

Şekil 4. 2 incelendiğinde, KOİ giderim verimlerinden görüleceği gibi, ilk 15 dakika içerisinde yaklaşık %60 ve 2 saat sonunda %78 giderim elde edilmiştir. OTH profilinden görüldüğü üzere, OTH’ın yüksek olduğu ilk 210 dakika kolay ayrışan organik madde giderimine ve sonrasındaki 150 dakika yavaş ayrışan organik madde giderimine karşılık gelmektedir. MBR sisteminde aklime edilen mikroorganizma tarafından, 6 saatlik sürenin sonunda, üretim atıksuyunun tamamının giderildiği görülmektedir.

Elde edilen respirometrik profiller kullanılarak, aklime edilmiş aktif çamur numunesinin aktivitesine dair bilgi vermesi amacıyla Heterotrofik dönüşüm oranları ve Heterotrofik içsel solunum hızları hesaplanmıştır (Çizelge 4. 7).

Çizelge 4. 7: OTH profilleri doğrultusunda hesaplanan parametreler (20 C).

Parametre Birim MBR

Çamuru Literatür Heterotrofik dönüşüm oranı,

YH gKOİ/gKOİ 0,89 0,40-0,85

Heterotrofik içsel solunum hızı,

b_H gün^-1 0,05 0,10-0,25

Respirometrik incelemeler MBR sisteminin sistematiğinin oturmasının ardından tekrar edilmiştir. Deney sonucunda elde edilen OTH-KOİ grafiği ve heterotrofik dönüşüm oranları sırasıyla Şekil 4. 3 ve Çizelge 4. 8’de verilmektedir.

ġekil 4. 3: MBR sistemine ait oksijen tüketim hızı ve KOİ giderimi sonuçları.

Şekil 4. 3 incelendiğinde ilk 15 dakika içerisinde yaklaşık %35’inin ve 65 dakika içerisinde yaklaşık %45’inin giderildiği görülmektedir. OTH profili inlenediğinde ilk 85 dakika içerisinde kolay ayrışan organik maddele gideriminde ve sonrasındaki 165 dakika içerisinde yavaş ayrışan organik madde giderimine karşılık gelmektedir.

Gerçekleştirilen ikinci respirometre deneyinde de yaklaşık 6 saatlik sürenin sonunda, üretim atıksuyunun tamamen giderildiği görülmektedir.

Çizelge 4. 8: OTH profilleri doğrultusunda hesaplanan parametreler-2 (20 C).

Parametre Birim sonucunda hesaplanan heterotrofik dönüşüm oranlarının sırasıyla 0,56 ve 0,67 gKOİ/gKOİ olduğu ve birbirine yakın çıktığı görülmektedir.

4.1.5. KOĠ GiriĢ-ÇıkıĢ Konsantrasyonları

ġekil 4. 4: MBR sistemi KOİ konsantrasyonları.

Literatür çalışmalarında, üretim atıksuyuna ait karakterizasyon değerleri incelendiğinde bölgesel ve mevsimsel değişiklikler meydana geldiği görülmüştür.

Yapılan bu çalışma kapsamında da karakterizasyon sonuçları değerlendirildiğinde aynı değişkenlik gözlenmiştir. Bu sonuçlar göz önünde bulundurularak, Şekil 4. 4 incelendiğinde giriş atıksuyu KOİ değeri 1000-3000 mg/L konsantrasyon aralığında, tüm çıkış konsantrasyonlarının ise 500 mg/L’nin altında olduğu görülmektedir. Şekil 4. 5’te 30 günlük çamur yaşlarında ham su ve ön-ozonlama uygulamasının ardından KOİ giriş-çıkış konsantrasyonlarındaki değişim ve Şekil 4. 6’de çıkış KOİ konsantrasyonu daha detaylı olarak verilmektedir.

ġekil 4. 5: 30 günlük çamur yaşı süresince ham su ve ön-ozonlama uygulamasının ardından giriş ve çıkış KOİ konsantrasyonlarının detaylı karşılaştırması.

0

Şekil 4. 5 incelendiği takdirde ön-ozonlamanın çıkış KOİ konsantrasyonu yönünde etkin bir iyileşme gerçekleştirmediği görülmektedir.

ġekil 4. 6: MBR sistemi çıkış konsantrasyonu- SKKY std. karşılaştırması.

Şekil 4. 6 incelendiğinde çıkış KOİ konsantrasyonunun en yüksek yaklaşık 490 mg/L ve ortalama yaklaşık 320 mg/L olarak hesaplanmaktadır. Bu durum sonucunda, genel ortalama göz önünde bulundurulduğunda KOİ çıkış konsantrasyonlarının 2 saatlik kompozit numune standardını yüksek oranda sağladığı görülmektedir. Şekil 4. 7’de sistemdeki KOİ giderim performansı yüzde cinsinden verilmektedir.

ġekil 4. 7: MBR sisteminde KOİ giderimverimleri yüzdesi.

Şekil 4. 7 incelendiğinde en düşük KOİ giderim veriminin toplam ve çözünmüş KOİ parametresi için sırasıyla % 65 ve %61’dir. Benzer şekilde en yüksek giderim

verimleri hem toplam hem de çözünmüş KOİ parametresi için %93’tür. Ortalamada ise sırasıyla %84 ve %82’lik bir giderim elde edilmesi söz konusudur.

MBR sistemi işletilirken süzüntü suyunda yapılan KOİ ölçümünün yanı sıra, biyoreaktör içerisinde de KOİ konsantrasyonu ölçülmüştür. Böylelikle membran filtrasyonun ve üzerinde oluşan kek tabakasının arıtma giderimine etkisi incelenmesi amaçlanmıştır. Çizelge 4. 9’da biyoreaktör içerisinde ve membran çıkışında ölçülmüş KOİ konsantrasyonları ile toplam ve çözünmüş KOİ giderim verimleri verilmektedir.

Çizelge 4. 9: MBR sisteminde reaktör içi ve süzüntü KOİ konsantrasyonlarının karşılaştırılması.

Gün

KOĠ konsantrasyonu (mg/L) Giderim Verimi (%) Biyoreaktör içi oranında membran yüzeyinde gerçekleştiği görülmektedir. Bu durumda, bu değişkenliğin sebebini ortaya koymak için incelenmesi gereken bir diğer değişken hidrolik bekletme süresidir (HBS) (Şekil 4. 8).

ġekil 4. 8: MBR sistemindeki HBS.

Şekil 4. 8 incelendiğinde, Çizelge 4. 9’da analizi yapılan günlerde HBS’nin eşit olduğu görülmektedir. Ancak giriş KOİ konsantrasyonları incelendiğinde, 270. güne dek KOİ konsantrasyonunun yükseldiği görülmektedir (Şekil 4. 4). Bu durumda, reaktör içerisindeki KOİ miktarının yükselmesine karşılık çıkış konsantrasyonunda bir değişkenlik olmamasının sebebinin, membran yüzeyinde birikmiş olan biyokütle tarafından da arıtma işleminin devam etmesi ve bir miktar kirleticinin hem biyokütle tarafından hem de membran tarafından meydana gelen tutulmadan olduğu söylenebilir.

4.1.6. Sistem içerisindeki AKM ve UAKM konsantrasyonları

Şekil 4. 9’te MBR-1’e ait AKM ve UAKM konsantrasyonları verilmiştir.

ġekil 4. 9: MBR sistemi AKM ve UAKM konsantrasyonları.

0

Şekil 4. 9 incelendiğinde AKM ve UAKM konsantrasyonlarının sabit bir değerde kalmadığı, bazı bölgelerde ani azalmalar meydana geldiği görülmektedir. Sistemde meydana gelen teknik ve otomasyon aksaklıklarından dolayı reaktör içerisindeki biyokütlenin canlılığını yitirdiği dönemlerde MBR sistemine, üretim atıksuyu ile beslenen kesikli reaktörlerde geliştirilen biyokütle ilave edilmiştir.

MBR sisteminin devreye alınmasının ardından ilk 30 günlük dönemde biyokütle konsantrasyonu en yüksek 4000–5000 mg/L konsantrasyon aralığına ulaşmıştır.

Meydana gelen teknik ve otomasyon aksaklıklarının ardından sisteme yeniden çamur ilave edilmiş ve tekrar aynı biyokütle konsantrasyonu aralığına ulaşılmıştır.

MBR sistemlerin en önemli avantajlarından birisi, yüksek biyokütle konsantrasyonu ile işletilebilmeleridir. Bu nedenle MBR sisteminin biyokütle konsantrasyonunun 10000 mg/L’nin üzerinde tutulması hedeflenmiştir. Bu konsantrasyona ulaşmak amacıyla sisteme kesikli reaktörlerden çamur (biyokütle) ilavesi yapılmış ve süzüntü miktarı başlangıçta günlük 3 L iken 10 L’ye arttırılmıştır.

240. ve 250. günler arasında süzüntü miktarı yükseldiğinden biyokütle konsantrasyonunda ani artış gözlenmiştir. Membranlara vakum uygulanması sonucunda süzüntü elde edilmektedir ve bu esnada basınç eksi (-) değerleri göstermektedir. Pompa, basıncın (-) olduğu en düşük pompa gücünde çalıştırılmasına rağmen, sistemden çıkmış olan süzüntü miktarı hedeflenenin %50’sinden daha fazla olmuştur (15 L/gün’ün üzerinde). Süzüntü miktarının artması ile 800 adet olan fiber sayısı 400’e indirilerek sistem çalışmasına devam edilmiştir. Sistemdeki bu değişikliğin sebebinin biyoreaktör içerisindeki partikül boyut dağılımının değişmiş olmasından kaynaklandığı düşünülmektedir. Şekil 4. 10’de 30 günlük çamur yaşı süresince AKM ve UAKM konsantrasyonlarındaki değişimler detaylı olarak verilmektedir.

ġekil 4. 10: 30 günlük çamur yaşı süresince ham su ve ön-ozonlama uygulamasının ardından AKM ve UAKM konsantrasyonlarının detaylı karşılaştırması.

Şekil 4. 10 incelendiğinde ön-ozonlama işleminin uygulamadığı ilk 30 günlük çamur yaşı periyodunda AKM konsantrasyonunun 16000-18000 mg/L civarında, ön-ozonlama işleminin uygulandığı ikinci 30 günlük çamur yaşı periyodunda ise AKM konsantrasyonu başlangıçta 16000 mg/L civarında iken 12000 mg/L dolaylarına dek azaldığı görülmektedir. AKM konsantrasyonunda gelen ani düşüşün nedeni olarak ön-ozonlama işlemi sonrasında atıksu içerisinde kalan serbest radikallerin mikroorganizmaları etkilemesi olduğu düşünülmektedir.

Şekil 4. 11’de MBR sistemine ait UAKM/AKM oranları verilmektedir.

ġekil 4. 11: MBR sistemi, AKM ve UAKM oranları.

Şekil 4. 11 incelendiğinde 197. günde sistemde oluşan köpürme problemi sonucunda biyokütle kaybı meydana gelmiştir. Aynı tarihler göz önünde bulundurularak Şekil 4.

9 incelendiğinde UAKM konsantrasyonunun yaklaşık 10000 mg/L’den yaklaşık 4000 mg/L konsantrasyonuna kadar düşmüştür. Karşılaşılan bu sorun sonrasında

0

268 283 298 313 328 343

Konsantrasyon, mg/L

tekrar stok reaktörden çamur eklenerek sistem işletmesine devam edilmiştir. Ancak bu dönemden sonra UAKM/AKM oranında yüksek bir azalma meydana gelmektedir, bu sebeple UAKM/AKM oranları incelenirken işletme süresi iki ayrı periyoda bölünmüştür. Çizelge 4. 10’te UAKM/AKM oranlarının en yüksek, en düşük ve ortalama değerleri verilmektedir.

Çizelge 4. 10: MBR sisteminde UAKM/AKM oranları en düşük, en yüksek ve ortalama değerleri.

Oran 1. Bölge 2. Bölge Genel Ortalama

En yüksek 98 89 89

En düĢük 64 42 69

Ortalama 91 74 79

Çizelge 4. 10 incelendiğinde, sistemde sorun meydana gelmeden önce UAKM/AKM oranının 2. Bölgeden daha yüksek olduğu görülmektedir. Örneğin UAKM/AKM oranı 1. Bölgede en yüksek %98 iken 2. Bölgede bu oran %89’a düşmüştür. Benzer şekilde en düşük UAKM/AKM oranı %64’ten %42’ye ve ortalama değer ise

%91’den %74’e düşmüştür. Ancak genel ortalama incelendiğinde en yüksek, en düşük ve ortalama değerler sırasıyla %89; %69 ve %79 olarak görülmektedir.

4.1.7. Biyolojik arıtma çıkıĢında toplam kjeldahl azotu (TKN) ve toplam fosfor (TP) kontrolü

Çalışılan atıksuyun karakteristiğinden ötürü biyolojik sisteme verilmeden önce verilmekte olan besi elementlerinin fazlalığının denetlenmesi açısından arıtma çıkışından alınan numunelerde (Çizelge 4. 11) TP ve TKN konsantrasyonlarının belirlenmesi amacıyla analizler yürütülmüştür.

Çizelge 4. 11: Arıtma çıkışında TP ve TKN konsantrasyonları.

Gün Toplam Fosfor (mg/L) TKN (mg/L)

300 <0,1 5

306 <0,1 5

312 <0,1 3

315 <0,1 10

319 <0,1 9

322 <0,1 4

330 <0,1 3

Yapılan analizler sonucunda, çıkış TP ve TKN konsantrasyonlarının SKKY standardını sağladığı görülmüştür.

4.1.8. Mikrobiyolojik incelemeler

MBR sisteminde çeşitli dönemlerde alınan numunelerde mikrobiyolojik incelemeler yapılarak çamur karakterindeki değişimler gözlemlenmiştir.

(a) 279. gün alınan numuneler.

(b) 286. gün alınan numuneler.

(c) 292. gün alınan numuneler.

(d) 293. gün alınan numuneler.

(e) 300. gün alınan numuneler.

ġekil 4. 12: MBR sisteminden farklı zamanlarda alınan numunelerde yapılan mikrobiyolojik incelemeler.

279. günde alınan numunelerde, serbest silli protozoalar çok miktarda görülmüştür.

Flok renkleri koyu ve sayıları fazladır. Yıldızlı (radial) yapılara rastlanmıştır. Bu yapıların çok büyük ve çok küçük boyutlarda olduğu belirlenmiştir.

286. günde alınan numunelerde, dönemsel olarak filamentli bakterilerin yoğunlaştığı gözlenmiştir.

292. günde alınan numunelerde, flokların çok gevşediği, flamentlerin çok sayıda olduğu ve büyük flokların dağıldığı görülmüştür. Protozoaya rastlanmamıştır. Ayrıca alınan ilk numunelerde görülen yıldızlı yapılara rastlanmamıştır. Flok yapısından bağımsız bakteriler görülmüştür.

293. günde alınan numunelerde yapılan incelemelere göre flokların gevşekleştiği, silli protozoaların ve flamentlerin sayıca arttığı tespit edilmiştir. Boyama sonrasında ise flokların küçüldüğü ve dağınıklaştığı belirlenmiştir.

300. günde alınan numunelerde flamentlerin sayısı oldukça fazladır. Ayrıca çok sayıda protozoa görülmüştür. Flamentlerin atıksuyun değişken karakterine bağlı olarak artması mümkündür.

4.1.9. Yağ-gres konsantrasyonu

Şekil 4. 14’da MBR sistemi giriş-çıkış yağ-gres konsantrasyonlarındaki değişim verilmiştir.

Çizelge 4. 12: MBR yağ-gres konsantrasyon değişimleri ve giderme verimi Zaman GiriĢ yağ-gres

MBR sisteminde giriş yağ-gres konsantrasyonlarının, karakterizasyon sonuçlarına nazaran daha düşük olduğu görülmektedir. Bunun sebebi petrol ve doğalgaz üretim kuyusundan alınan üretim atıksuyunun MBR sisteminde, besleme tankına alınmasının ardından üzerindeki yağ tabakasının uzaklaştırılmasıdır. Çizelge 4. 12

incelendiğinde, yağ-gres giderme veriminin yaklaşık % 60 ile %85 aralığında değiştiği görülmektedir.

4.1.10. Basınç değiĢim grafikleri

Şekil 4. 13’de MBR sisteme ait basınç değişim grafiği verilmektedir.

ġekil 4. 13: MBR sistemi basınç değişim grafiği.

Şekil 4. 13’de verilmekte olan grafik incelendiğinde MBR sistemde vakum basıncı ile arıtılmış su toplandığından basınç değerleri eksi (-) değerlerde verilmiştir. MBR sisteminde belirlenen filtrasyon süresinin ardından geri yıkama yapılmaktadır. Bu geri yıkama sayesinde membranda tıkanmaya neden olan maddeler giderilmektedir.

Membran yüzeyinde birikme (kirlilik) arttıkça basınç da artmaktadır. Dolayısıyla basınç değerleri bu tıkanmanın bir göstergesidir. Basınç değerleri incelendiğinde ilk 1200 saatlik kısımda basınç değerlerinin ortalama -200 mbar civarında olduğu görülmektedir. Basınç değerlerindeki değişikliğin sebebi yapılan geri yıkamalar ve kimyasal yıkamalar sonucunda membranların temizlenmiş olmasıdır. Membran basıncı -500 mbar mertebesine indiğinde ya da süzüntü miktarı istenilen miktarlara ulaşmadığında membran biyoreaktör dışarısına alınarak kimyasal yıkamalar yapılmıştır.

4.1.11. TPH dağılım grafikleri

Üretim atıksuyunda giderilmesi gerekli olan bir diğer önemli parametre ise ―Toplam Petrol Hidrokarbonları‖dır. Analizler süzüntü tankında uzun süreli toplanan kompozit numunelerle yapılmıştır. Şekil 4. 14’da TPH dağılım grafiklerinin giriş

-1200 -1000 -800 -600 -400 -200 0

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000

Basınç, mbar

Zaman, saat

Basınç

ham atıksu ile karşılaştırmaları ve Şekil 4. 15’da ise MBR çıkış suyunda elde edilen TPH dağılım grafikleri yer almaktadır.

Ocak ayı Şubat ayı Mart ayı

ġekil 4. 14: Üretim atıksuyunun MBR arıtılması ile TPH gideriminin ham su ve arıtma sonrasındaki karşılaştırması (aylık).

Ham üretim atıksuyunun ve MBR sisteminde arıtılması sonrası alınan numunelerde TPH dağılımları karşılaştırılmalı olarak incelendiğinde, MBR’de arıtma sonrasında TPH dağılımlarında önemli bir giderim elde edilmiştir. TPH n-C₁₀ ile n-C₄₀ arasında kalan pikler tarafından temsil edilmektedir. n-C10 pikinin öncesinde yer alan pikler benzen, toluen, etilen ve ksilen (BTEX) türevleri olarak tanımlanmıştır. Arıtma sonrası numunenin kromatogramında bu pikler gözlenmemektedir. Bu doğrultuda, TPH dağılımının arıtma sonrasında yüksek miktarda azalma gösterdiği görülmüştür.

(a) 225. gün (b) 233. gün

(c) 237. gün

Şekil 4. 15 incelendiğinde tüm dağılım piklerinde azalma olduğu görülmektedir. En yüksek pik, Şekil 4. 15-a’da gözlenmesine rağmen, ham atıksu pikleri incelendiğinde bu değerin oldukça düşük olduğu görülmektedir.

Çizelge 4. 13: Üretim atıksuyuna ait ham ve arıtma sonrası TPH konsantrasyonları ve TPH giderim verimleri.

Gün GiriĢ

Konsantrasyonu (ppm)

ÇıkıĢ Konsantrasyonu

(ppm)

Giderim Verimi (%) 225. gün

1030

185 82

233. gün <8 99

237.gün <8 99

245.gün 2210 <8 99

Çizelge 4. 1 incelendiğinde 225. gün ölçümü yapılan çıkış numunesi haricinde tüm numunelerde %99 oranında bir giderim verimi elde edilmiştir. 225. gün numunesinde ise %82 oranında giderim elde edilmiştir.

4.1.12. Partikül boyut dağılımı analizi

Şekil 4. 16’de ham su ve MBR sisteminde yapılmış olan partikül boyut dağılımı analizlerine ait grafikler verilmiştir.

Analiz sonuçları incelendiğinde ham su içerisindeki partiküllerin ortalama boyut değeri 90 µm; membran biyoreaktör içerisindeki mikroorganizmaların ortalama boyut değeri ise ilk alınan numunede 73 µm, ikinci numunede 76 µm ve üçüncü numunede 89 µm’dir. Yapılan analizler sonucunda ilerleyen dönemle birlikte partikül boyutunun arttığı ve buna bağlı olarak membran tıkanmasında azalma gözlenmiştir.

ġekil 4. 16: Üretim atıksuyunda ve MBR sisteminde partikül boyut dağılımı analizi grafikleri.

4.2. Yüksek Basınçlı Sistemde Elde Edilen Arıtma Sonuçları

MBR sisteminde ön arıtmaya tabi tutulan üretim atıksuyu, sonrasında nanofiltrasyon ve ters osmoz membranları kullanılmıştır. Çalışma kapsamında membranlara ait akı, iletkenlik ve KOİ değerleri incelenmiştir. Yüksek basınçlı membran sisteminde, çalışılan her bir membranda, farklı basınçlar altında 60 dakika boyunca deneyler sürdürülmüştür. NF membranlarında 3-6-9-12 bar basınçlarında çalışılırken TO membranında 5-10-15-20 bar basınçlarında çalışılmıştır.

4.2.1. Akı değerleri

Şekil 4. 17’te çalışılan membranlara ait akı değişim grafikleri verilmektedir.

(a) NF90 (b) NF270

(c) BW30

ġekil 4. 17: Çalışılan membranlara ait basınca bağlı akı değişim grafikleri.

Şekil 4. 17 incelendiğinde, en yüksek akının her işletme basıncı için NF90 membranından elde edildiği gözlenmiştir. Membran yüzeyindeki tıkanmaya bağlı olarak akının zamanla düşmesi beklenirken, NF90 membranında 6 barda, NF270 membranında 3 ile 6 barda ve BW30 membranında 5 ile 10 barlık işletme basınçlarında akının arttığı görülmektedir. Akının bu basınçlarda artma sebebi sistemin zamanla sıcaklık artışına uğrayıp membran geçirgenliğinin artmasıdır. En yüksek akı değerlerine sahip NF270 membranı incelendiğinde, her bir basınç

yapılan çalışmalarda 60 dakika süresinde, akı miktarında yüksek bir değişiklik görülmezken 12 bar basıncında çalışılırkenakı miktarı başlangıç anından 60 dakikalık işletme süresi sonuna dek %30’luk bir düşüş göstermiştir. Akı değerleri göz önüne alındığında NF270 membranının en etkin membran olduğu görülmektedir.

4.2.2. Ġletkenlik değerleri

Yüksek basınçlı membran sisteminde iletkenlik değerleri, ham atıksu membran hücresine girmeden önce ve arıtılmış su membran hücresinin çıkışında ölçülerek elde edilmiştir. Çizelge 4. 14’da iletkenlik giriş-çıkış değerleri ve giderim verimleri verilmektedir.

Çizelge 4. 14: İletkenlik giriş-çıkış değerleri (µS/cm) ve giderim verimleri (%).

Membran

Çizelge incelendiğinde iletkenlik parametresinde en yüksek giderim verimi %98 ile BW30 membranı ile 20 barda yapılan çalışmada elde edilmiştir. NF270 membranı ile yapılan çalışmalarda ise en düşük giderim verimleri elde edilmiştir. BW30 membranı ile yapılan çalışmalarda en düşük işletme basıncında dahi %70’lik bir giderim verimi elde edilmiştir.

4.2.3. KOĠ konsantrasyonları

Çizelge 4. 15’de farklı basınçlarda ve farklı membran türlerinde yapılan çalışmalar sonucunda elde edilen KOİ konsantrasyonları ve giderim verimleri verilmektedir.

Çizelge 4. 15: Çalışılan membran türlerinin farklı basınçlardaki KOİ konsantrasyonları (mg/L) ve giderim verimleri (%).

Membran ĠĢletme Basınçları

(bar) KOĠ (mg/L) Giderim Verimleri (%) basınçları altında sırasıyla %33 ve %35 mertebesinde giderim verimi elde edilirken, aynı şartlar altında NF270 membranı için elde edilen değer %64’tür. En yüksek işletme basınçları incelendiğinde ise NF90 ve BW30 membranlarında sırasıyla %95 ve %91 giderim verimi gözlenirken, NF270 membranında %83 mertebesinde giderim verimi elde edilmiştir. NF90, NF270 ve BW30 membranları ile deşarj standartları, güvenli bölgede kalarak, sağlanmak istendiğinde çalışılması gereken en düşük işletme basınçları sırasıyla 6-3 ve 10 bardır.

4.2.4. SEM analizi

4.2.4.1. NF90 membranı

Üretim atıksuyunun NF90 membranı ile arıtımında temiz ve arıtma sonrası SEM görünümleri, değişik ölçeklerde Şekil 4. 18’te verilmiştir. 2 farklı ölçekte (1-5mikron) plan görüntüsü, 20 mikron ölçekte kesit görüntüsü verilmiştir.

Temiz membran Kirli membran

1 mikron ölçek

5 mikron ölçek

20 mikron ölçek

ġekil 4. 18: NF90 membranının farklı ölçeklerde temiz ve MBR çıkış suyunun arıtılmasının ardından elde edilen SEM görüntüleri.

1 mikron ve 5 mikron ölçekli görüntüleri incelendiğinde, NF90 membranının ön arıtma sonrası gözenek çaplarında belirgin bir tıkanma görülmemektedir. Bu durum, kirliliğin büyük ölçüde ön arıtmada giderildiğini göstermektedir. NF90 membranında akının zamanla azalmaması da membranlarda tıkanma olmadığının bir diğer göstergesidir.

4.2.4.2. NF270 membranı

NF270 membranının farklı ön arıtmalar sonrası Vakıflar kuyusu üretim atıksuyunun arıtımında, membranın temiz ve arıtma sonrası görüntüleri değişik ölçeklerde (2 farklı ölçekte (1-5 mikron) plan görünümü, 20 mikron ölçekte kesit görüntüsü), Şekil 4. 19’te verilmiştir.

Temiz membran Kirli membran

1 mikron

5 mikron

20 mikron

ġekil 4. 19: NF270 membranının farklı ölçeklerde temiz ve MBR çıkış suyunun arıtılmasının ardından elde edilen SEM görüntüleri.

1 mikron ve 5 mikron ölçekli görüntülere bakıldığında NF270 mebranının, MBR ön arıtma sonrası gözenek çaplarında belirgin bir tıkanma görülmemektedir.

4.2.4.3. BW30 membranı

BW30 membranının MBR ön arıtması sonrası uygulamalarında, membranın temiz ve arıtma sonrası SEM görüntüleri değişik ölçeklerde (2 farklı ölçekte (1-5 mikron) plan görüntüsü, 20 mikron ölçekte kesit görüntüsü), Şekil 4. 20’te verilmiştir.

1 mikron ve 5 mikron ölçekli görüntülere bakıldığında, ön arıtmalar sonrasında kullanılan BW30 membranları ile temiz BW30 membranı arasında belirgin bir farklılık görülmemektedir. Buna göre, kirlilik gideriminin büyük bir kısmının ön arıtımda gerçekleştiği söylenebilir.

Temiz membran Kirli membran

1 mikron

5 mikron

20 mikron

ġekil 4. 20: BW30 membranının farklı ölçeklerde temiz ve MBR çıkış suyunun arıtılmasının ardından elde edilen SEM görüntüleri.

4.2.5. FTIR Spekturumları 4.2.5.1. NF90 membranı

Poliamid yapıdaki NF90 membranına ait FTIR spekturumu değerleri, Şekil 4. 21’te verilmiştir.

ġekil 4. 21: Temiz NF90 membranı ile MBR ön arıtma sonrası kirlenmiş haliyle

0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6

4000 3865 3730 3595 3460 3325 3190 3055 2920 2785 2650 2515 2380 2245 2110 1975 1840 1705 1570 1435 1300 1165 1030 895 760

Absorbans NF90 - TEMİZ

MBR - NF90

Dalga boyu (cm^-1)

Şekil 4. 21’te poliamid yapısındaki NF90 temiz membranına ait pikler incelendiğinde 2650-3595 cm^-1 dalga boyları aralığında temiz ve kirli membran yüzeyleri karşılaştırıldığında piklerde azalma görülmektedir ve bunun sebebinin arıtma sırasında membran yüzeyinde görülen birikmeler ve değişimlerdir.

4.2.5.2. NF270 membranı

Üretim atıksuyunda MBR sistem ile ön arıtmanın ardından uygulanmış poliamid yapıdaki NF270 membranına ait FTIR spekturumu sonuçları Şekil 4. 22’da verilmiştir.

ġekil 4. 22: Temiz NF270 membranı ile MBR ön arıtması sonrasında kirlenmiş haliyle NF270 membranı FTIR spekturumlarının karşılaştırılması.

NF270 membranı, NF 90 membranı ile karşılaştırıldığında NF90 membranında 2650-3595 cm^-1 dalga boyları aralığında 0,2 absorbans değeri gözlenirken NF270 membranında bu pikler 2680-3640 cm^-1 dalga boylarında ve 0,1 absorbans değeri

NF270 membranı, NF 90 membranı ile karşılaştırıldığında NF90 membranında 2650-3595 cm^-1 dalga boyları aralığında 0,2 absorbans değeri gözlenirken NF270 membranında bu pikler 2680-3640 cm^-1 dalga boylarında ve 0,1 absorbans değeri

Belgede ĠSTANBUL TEKNĠK ÜNĠVERSĠTESĠ FEN BĠLĠMLERĠ ENSTĠTÜSÜ (sayfa 129-0)